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Full text of "Procedes Marmier & Abraham pour la sterilisation des eaux par l'ozone."

/ 



SOCIETE INDUSTRIELLE DE L'OZONE 

11, RUE DE ROME, 11 








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MARMIER ft ABRAHAM 



POUR LA 



STÉRILI 





EAU 







V K\\ 



L'OZONE 



PARIS, 

IMPRIMERIE GAUTHIER- VILLARS, 

QOAI DES GrtANDS-AUGirSTIN3, 55. 



1900 








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SOCIETE INDUSTRIELLE DE L'OZONE 

11, RUE DE ROME, 11 











MARM1ER & ABRAHAM 



l'Oï'K LA 






STERILISATION DES EAUX 



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P A R 



L'OZONE 



PARIS, 

IMPRIMERIE GAUTHIER-VILLARS, 

QUAI DES GRANDS- AUGUSTINS, 55. 



1900 



PROCÉDÉS 



MARMŒH à ABRAHAM 



rouR LA 



STÉRILISATION DES EAUX 



PAR 



L'OZOUNTIE 



Différents procèdes 
d'épuration. 



■ 



Depuis qu'on a reconnu les dangers que présente 
l'emploi, trop souvent inévitable, d'eaux, contaminées 
pour l'alimentation des villes, de nombreux procédés 
d'épuration on L été proposés et expérimentés. 



Filtration 






Le plus ancien de ces procédés, la filtration, ne donne 
que des résultats incomplets. 

« Nous ne connaissons pas actuellement, dit M. le 
.1)' Thoinot, un seul procédé de filtrage en grand qui 
donne des résultats excellents, et surtout excellents d'une 
façon permanente; et quand on m'annonce qu'une (iltra- 






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ion en grand a réduit de quatre-vingts ou quatre-vingt-dix 
pour cent les bactéries d'une eau de rivière, je traduis ce 
1m ïllant résultat en pensant qu'il pouvait exister dans mon 
verre cent bactéries pathogènes, cent bacilles d'Eberlh si 
nous voulez, avant la filtra lion, et qu'il en existe cncoiv 
après dix ou vingt, ce qui ne me rassure guère. Je pense 






que tous les principes solubles toxiques qu'avaient appor- 
tés à cette eau de rivière les matières fécales, les urines, 
les eaux de lavage, etc., qu'elle a nécessairement reçues, 
ont traversé le liltre, au moins partiellement, et sont re- 
p r < i s e n t é s d a n s m o ri v e rre ( ' ) . » 



Ébunition. On peut débarrasser l'eau de tous les germes patho- 

gènes qu'elle contient en la faisant bouillir, mais l'eau qui 



a ete amenée à rébullition est privée d'air, indigeste; et 
d'ailleurs les procédés industriels d'ébullition en grandes 
i nasses son t impra ticables . 



Réactifs chimiques. On a proposé de stériliser les eaux au moyen de com- 
posés chimiques solubles. Un très grand nombre de pro- 
duits oxydants tels que les permanganates, et, en particu- 
lier, le permanganate de chaux, ont été essayés; on a 



(') Comptes rendus de l'Académie des Sciences : Séance du i > fé- 
vrier 1900. 



4 



Fig. 2 




Coupe sshémtLÏquè de i'Ozoneur 



■ ) 



même préeoni remploi de • Ttains compos 
du chlore, aussi redoutables par leurs propriétés toxiques 
que par les produits de di • omposition auxquels il- don- 
nent fatalement nais tnce cl qui subsistent dans I eau a[>i - 
1 1 aitemcnl 

Les dan <|U' présente au polnl de vue ; la santé 
publique l'introduction I tels produits m- I iux u 
consomma lion sonl prohibitifs ; el < - méthodes ne pai 
. ni ji.i^ devoir li lui le domaine du lab< >ii 



' • •-. ■ ,i: 



[/ozone esl h seul a enl térilisateui qui ail donné d< 
résultats industriels sa lis fa i tanls. Son ;q>plieali i, i |«i 
.1 aboi -I |t.ii I- - j' 1 1 'i eui I H'ImhiIIc itl tenti \v divei 
inventeurs. Les i mltats obtenus restèreul indécis 



\ ■ i ■ VI • l A 



I :ii iS[) M M. Marinier et Vbrahaui reprii | 

blême el en fournirenl une solution pratique cl induslri 

. |< ml la / . i doiWC un schéma expie ihl . 

!.. principe de la méthode consisti i faii n ser I u 
qu'on vcul épurer dans nue colonne remplie d 

on< '-m ré. 

Le liquide esl aspiré ei i pat une ponqx mlnl ._ I>\ 
il csl envové au sommel 'i' I « i • nu d. donl I.» disi o- 

* 

, m intérieure a pour but de diviser I tuenmin* filel 

,n lesquels s 'es i ion de I • • I n puisard 







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recueille l'eau qui, reprise par une pompe élevatoire l, est 
refoulée au réservoir de distribution y. 

L'air ozone est amené à la partie inférieure de la 
chambre de stérilisation qu'il traverse de bas en liant pour 
sortir en f. 

La circulation de l'ozone est assurée par un ventilateur 
m aspirant Pair atmosphérique pour le faire passer d'abord 
dans un dessiecateur /, dans un ozoneur A~, enfin dans la 

colonne d. 

Le dessiccateur n'est autre chose qu'un cylindre conte- 
nant de l'acide sulfurique concentré qui absorbe la vapeur 
d'eau contenue flans l'air. 

L'ozoneur est un appareil où se produisent des effluves 
électriques dans lesquels L'oxygène de l'air se transforme 
en ozone. 

Le courant électrique nécessaire à la production des 
effluves est fourni par un transformateur / donl le circuit 
primaire (f) reçoit le courant d'un alternateur u actionné 
par une machine à vapeur p et sa chaudière. 

Le circuit secondaire (2) fournit à l'ozoneur des cou- 
rants a une tension voisine de /joooo volts. 

En 11 on place en dérivation, sur le circuit de haute ten- 
sion, un déflagrateur formé de deux sphères entre lesquelles 
jaillit une étincelle électrique que Ton souffle continuelle- 
ment au moyen d'un jet d'air comprimé ou de vapeur. 






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Tel est, dans son extrême simplicité, le principe sur 
lequel est basée 1 ozonisation de L'eau d'après les procédés 
de MM. Marinier et Abraham. 



ozoneur m. et a. Lâj%. 2 représente une coupe schématique de l'ozo- 

neur. Deux disques en fonte d n d., sont suspendus de 
manière que leurs faces soient parallèles; deux plaques 
de verre p, p sont appliquées sur ces disques et sont sépa- 
rées entre elles par un intervalle dans lequel se produisent 
les effluves. 

Les plateaux d sont enfermés dans une caisse herméti- 
quement close. L'air arrive en a, traverse les effluves, 
comme l'indiquent les flèches, et, se transformant en ozone, 
vient sortir en o pour être utilisé dans la chambre de sté- 
rilisation. 

Les disques d n d 2 sont é\idés. Ils reçoivent un courant 
d'eau qui les empêche de s'échauffer d une manière anor- 
male sous le dégagement de chaleur du à la dépense d'é- 
nergie électrique. 



Réfrigération. L'idée de la réfrigération des électrodes est ancienne ; 

mais MM. Marinier et Abraham ont été les premiers à 
indiquer comment un courant d'eau pouvait être électri- 
quement isolé dans des conditions suffisamment pratiques 
pour permettre un refroidissement par circulation continue. 



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Deux obstacles n'avaient pu être surmontés par les 



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inventeurs prece 




s : 



Concentration 



D'une part la concentration de l'ozone était insuffisante, 
et d'autre part le mélange de l'ozone avec l'eau était trop 
incomplet pour assurer la destruction de tous les germes. 

MM. Marinier et Abraham ont obtenu une concen- 
tration élevée de l'ozone au moyen de leur dispositif de 
réfrigération continue combiné avec l'usage de leur dc- 
llagrateur. La réfrigération devenue pratique a permis 
l'utilisa lion d'effluves intenses qui seuls donnent de 
l'ozone concentré: cl, au moyen du déflagrateur, ou a 
réussi à produire ces effluves à hou marché. 



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Ozonisation 



Quant à la seconde difficulté, mélange de Peau avec 
l'ozone, elle est inhérente à la nature même de l'ozone 
pratiquement insoluble dans l'eau. 

L'insolubilité est une propriété primordiale qu'il faut 

■ _ 

exiger de tout agent employé pour la stérilisation uVs 
eaux potables. Elle constitue l'indispensable garantie du 
consommateur en lui donnant la certitude absolue qu'en 
îucun cas l'eau qui sert à son alimentation n'aura, à la 
-uite du traitement qu'elle a subi, conservé de trace 
appréciable de l'agent stérilisateur. 

(Test cette garantie que ne peuvent donner les perman- 



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garnîtes, les composés toxiques du chlore et autres pro- 
duits chimiques que l'eau dissout et peut retenir en toutes 
proportions. 

Celle considération suffit à elle seule pour assurer à 
l'ozone le monopole incontestable de la stérilisation des 
eaux alimentaires. 



chambre de stèriii- Mais par quel moyen réaliser un contact assez intime 

sation. 

entre la masse liquide qu'il s'agit de stériliser et le gaz 

stérilisant insoluble ? 

Au laboratoire, pour de petites quantités d'eau, les 
méthodes sont nombreuses; niais pour le traitement indus- 
triel des grands cubes, les tentatives n'avaient abouti qu'à 
des insuccès, lorsque MM. Marinier et Abraham créèrent 
leur colonne de stérilisation. 

Seule entre tous les appareils imaginés, cette colonne a 
permis de réaliser entre l'ozone et l'eau un mélange 
intime et pour ainsi dire moléculaire, dans des conditions 
à la fois efficaces au point de vin.' bactériologique et avan- 
tageuses au point de vue commercial. 

La perfection des résultais obtenus par les procédés que 
nous venons de décrire fut démontrée au cours des mémo- 
rables expériences de Lille. 



usine d'Emmerm. En iSoS, M. Marinier obtint de la Municipalité de 



Fig. 7. 




. ,imkiun. — Vue latérale de l'usiné de siénlisalion. 



1 



Lill<- l'autorisai ion d'établir à l'usine élévatoire d'Emme- 
rin une installation capable de stériliser environ >ooo ra 
par \ in_ L-qual rc heures. 

Les fig* '> et 4 représentent un plan et une coup'- ■! 

Cette iiisl;Jlaliou. 

Dans un premier local, une machine a vapeur action- 
nant l'alternateur, haus un local conti i Les appareils d< 
prodiifiion de L'ozone, comprenant !«• transformateur, 
I ozoncur <'i li* 'léflagrateur \u|>i -> du hâtimenl de I usine, 
l.i colonne de stérilisai ion. 

Pour la circulation <l«' L'air ozone, on avail trou\ 
commode de remplacer le \ rni ilaicur par un aspira- 
teur Ivoerting placé au sommet de la colonne | voir 



/eau contaminée arrivai! en charge el étail 



iniiln-' stérile dans tes bassins d'alimentation des pompes 

éleva toires. 

On voil //if. > un ensemble de l'usine élévatoire d'Em- 
tncrin, auprès de Ia«|u«-ll«ï on distingue le bâtimenl annex 
où fonctionnel il !<*•> appareils d'ozouisation. 

La /.■_'. (i donne une vue de face <le l'usine el de la 

I 

colonne sur laquell voit le fcœrting <'l un mai mèti 

indiquait! la dépression obtenue. 

La //". - esl une vue latérale. On v remarquera la con- 
duite en poterie amenan! l'ozone à la colonne et la cana- 
lisai ion d'eau ^ i » m - î L ■ . 






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La jtg. 8 mon tt o raltem;ii ni couplé avec la machine 

à vapeur. 

La flg. (.) représente la salle des appareils de haute 
i ;nsioïi <>ù l'on \<>ii le transformateur, le dëilagrateur et 

Po/oneur. 

Enfin ia //_•. io est une photographie «le la table qui 

servail aux manipulaiion< de • ontrole de h Lccntration 

de l'ozone ci sur laquelle étaienl aussi rli>p'>sés les appa- 
reils de — i i r 'es électrique . 



Rapport de la Com- 
imi selon officielle de 
Lille 



L'usine, mise en route en juin [898, fui normalement 
1 iploitée pendant une durée de neuf mois consécutifs. 
I *o.ut conl côler l'efficacité <lu traitement, 

de l.i ville de Lille voulut bien no ■ une Commission 

officielle do.nl faisaient p. nie- : 



.1 Municipalité 



MM. D P Staes-Bramg, adjoint au Maire, président; 

1)' Roux, membre de l'Institut, membre de I \ 1 mi 
de Médecine, sous-directeui de l'Institut Pasteur d< 



I 



'ans ; 



BuisiNEj professeur il Chimie industrielle à la Faculté 
des Bcieni es ■ !' I il! : 

I) 1 < vi mi 1 1 1 directeui de I [nstitul I" isteur de Lîlli 

professeur «1 la I acull é de Méd< i • de LUI 
I loi iui 1 , experl -chimiste, 



( les liMiniii - éminents, donl la haute autoril 



I > : 8< 9- 




ËMWBR1N 



Salle de l'ozcmeûr 



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i li« [iieesL indiscutée, examinèrent l'ensemble des procédés, 
ci instituèrent une série d'expérienees sur les eau \ uni -. 
Les essais Furenl continués pendant une période de plu- 
<]<• deux mois et furenl consignés dans un Rapport remis 

la Municipalité. 

I j-s conclusions de ce rapport ■' hiimi les suivantes : 



« En résumé, ^ensemble des analyses bactériologiques 
êl chimiques que non- avons etleriuées pendant la période 
qui s'étend du ro décembre 1898 au [2 février 1899, 
nous conduit a conclure que : 

» i° Le procédé de stkiui.ismion des eu\ d'alimen- 
tation par L'ozone, basé sur Temploi d< appareils ozo- 
11. mus ci de la colonne <l<- stérilisation de MM. Mvrmier 

l 1 \lîi:\UUI, ESI D'i M-: i:il I'xCITK incontestable, El I Kl IK 



$ 



EFFK \CITK EST SUPÉRIEURE \ CELLE DE TOUS LES PROCEDES 
DE STÉRiLÏSATIÔN ACM CLEMENT CONNUS, SUSCCptiblcS 'I être 

apprnpi'''- à «If 10 , unies quantités d'eau. 

» • La (lisposilion iivs simple de ces appareils, leur 
robustesse, la constance de leur débit < i i la régularité de 

■ 

leui fonctionnement dominil foules les garanties que I on 
l en droit d'exiger d'appareils vraiment industriel* 
» 3° Tous les microbes pathogènes ou saprophytes que 
l'on rencontre dans les eaux étudiées 1 r non- sont pat 
faiiement détruits par le pa âge de • - ius dans la < 



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21 



tonne ozonatrice. Seuls quelques germes le BmiUus sub- 



til is résistent. 



» On compte environ un germe appartenant à cettr 
espèce par 1 5 CG d'eau traitée avec une concentration 
d'ozone égale à o^oou par litre d'air. Avec une concen- 
tration de o gr , 009 le nombre des germes de B. suhlilis, 
re\i\ilïablcs par la culture en bouillon, s'abaisse à moins 
de i pour 25 r< " d'eau traitée. 



» Il importe d'observer que le/?, subtiMs (microbe du 

foin) est tout à fait inoflensif pour l'homme cl pour les 

animaux; et, d'ailleurs, Les germes de ce microbe résistent 
à la plupart des moyens de destruction, tels que le chauf- 
fage à la vapeur sous pression à tto°. Il n'est donc pas 
utile d'exiger sa disparition complète des eaux destinées à 
la consommation, et nous considérons comme très suffi- 
sante la stérilisation obtenue par l'air ozonisé a\ec une 
concentration de o^oo^ à o gr ,oo6 par litre, dans les con- 
di Lit mis où se placent MM. Marinier et Abraham. 

» 4° L 'ozonisai ion de Veau n'apporte dans < Ih'-a au- 
cun élément étranger préjudiciable à la santé des per- 
sonnes appelées à en faire usage. Au contraire, par suite 
de la non-augmentation de la teneur en nitrates, et de la 
diminution considérable de la teneur en matières organi- 



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— 23 — 

ques, les eaux soumises au traitement par l'ozone sont moins 
sujettes aux pollutions ultérieures, et sont, par suite, beau- 
coup moins altérables. Enfin, l'ozone irélaul autre chose 
qu'un état moléculaire particulier de Tox\L;éne, remploi 
de ce corps présente Fmantage d'aérer énergiqurme/U 
l'eau, cl de la rendre plus saine et plus agréable pour la 
consommation, sans lui enlever aucun de ses éléments 



minéraux utiles ( ' ). » 



( l ) En présence de ces résultats excellent-, la Commission a voulu 
se rendre compte de certains faits qui avaient attiré son attention au 
cours des expériences effectuées. Il semblait extraordinaire, par 
exemple, que l'eau ozonée, conservée douze heures, vingt-quatre heures, 
trente-six heures, et môme cinq jours au laboratoire, restât stérile, et 
se montrât relativement plus pauvre en germes que Peau analysée nés 
peu de temps après la prise d'échantillons. 
On pouvait supposer : 

Ou bien que les quelques germes de B. suhtilis qui éebappaienl a 
l'action de l'ozone, pendant le passage à la colonne, étaient détruits 
ultérieurement par une très petite quantité d'ozone qui pouvait n^iev 
dans le liquide pendant les premières heures qui suivent le prélèveinent. 
Ou bien, que Tozonisation engendre dans l'eau des substances chi- 
miques qui empêchent la pullulation des germes. 

Pour répondre à ces questions, nous avons mélanfé à 3; - d'eau 
ozonée, prélevée le a3 janvier et conservée trois jours au laboratoire, 
68 ,r d'eau brute prélevée le 26 du même mois. 

Le mélange a été ensemencé Je 28, soit après deux jours de CQtttâct, 
n la dose de o Ci , 1 dans six matras de gélatine nutritive. 

La numération des colonies-, effectuée après six jours de culture à 2 V\ 
a donné iS.fo germes par centimètre cube. 

Donc l'eau ozonée ne renferme aucune substance antisep- 












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25 



Nous donnons, fig. 1 1, la disposition-type adoptée par la 
Société industrielle de l'Ozone pour la stérilisation des- 
eaux des ailles. 



Usine type pour ser- 
vice public. 



Celte disposition est, en principe, identique à celle qui 
vient d'être décrite. On remarquera seulement que les 
machines et appareils divers ont été prévus en double 
unité, sujétion imposée par la nécessité d'assurer un service- 
public dont la continuité ne saurait être laissée a la merci 

d'un accident. 

Lorsqu'il est possible de prendre le courant alternatif 
sur une distribution extérieure, l'aménagement général se 
troirve modifié et simplifié. 






installation du Boièo C'est ce qui a lieu à l'usine établie parla Société mdus- 

. ( Mexique i . ,,,,•-* • i « i > / à x '- \ 

trielle de 1 Ozone aux mines du Boleo (Mexique). 

Le schéma de cette installation est représenté fig. \'± r 
le plan fig. i3 et les coupes fig. i \ et i5. 

Le courant est fourni aux bornes du transformateur par 
l'une des phases d'une ligne triphasée à 5ooo volts. Le ré- 
glage est obtenu au moyen d'une bobine de self-induct'uni. 



Le ventilateur est actionné par un moteur électrique tri- 



tique, capable de stériliser les germes de l'eau non ozonée 
avec laquelle on la mélange et d'empêcher leur pullulation. 

{Extrait du Rapport de la Commission officielle de Lille.) 






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27 

phase. Le reste de l'installation est conforme à la disposi- 

l ion-type. 

hkfig, i5 montre la disposition des appareils destiné- 
à mesurer la concentration de l'ozone. Cette concentrai ion 
«st prise à volonté soit à la sortie de l'ozoneur, soit à la 
sortie delà colonne. L'air ozone, aspiré par une trompe, 
passe dans un flacon laveur rempli d'iodure de potassium 
qui fixe l'ozone et dans un compteur qui mesure le vo- 
lume d'air. 



Avantages 
dés procédés M. et A . 






On peut dire qu'à la suite des travaux de MM. Marinier 
et Abraham, le problème de jour en jour plus difficile de 
l'approvisionnement en eau potable des agglomérations 

urbaines est désormais résolu. 

Jusqu'ici, les villes se sont trouvées dans l'obligation 
d'aller capter au loin l'eau des sources pour l'amener par 
des conduites d'un entretien coûteux el dont rétablissement 
exige l'immobilisation de capitaux considérables. Souvent 



même, ces eaux amenées à grands frais ne sont pas d'une 
, qualiLé irréprochable. 

Et dans les cas trop ^fréquents où l'éloigné ment des 
sources ne permet plus financièrement leur adduction, la 
nécessité s'impose de puiser beau d'alimentation dans la 



rivière voisine. 



Le seul mode d'épuration jusqu'ici applicable était la 



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29 



lillration en grandes masses dont tons les hygiénistes sont 
unanimes à reconnaître l'insuffisance. 



Élimination totale 
des germes. 



Un moyen nouveau se présente aujourd'hui, entouré de 
toutes les garanties scientifiques et expérimentales : -race 
au système de MM. Marinier et Abraham, l'eau ozonêe, 
quelle que soit sa contamination originelle, ne sert plus de 
\i-hicule aux maladies infectieuses telles que le choléra, la 
lièvre typhoïde, etc., parce qu'elle ne contient plus aucun 

germe pathogène. 



Amélioration 

de la composition 

chimique. 



Chimiquement, sa composition s'est améliorée par la 
disparition presque totale des matières organique-. Ses 
■ déments minéraux sont restés les mêmes, et elle sort des 
ehainbres de stérilisation fortement aérée, plus léger.; et 
plus pure. 



Sécurité. 



Est-il besoin de rappeler qu'à l'inverse de ce qui a lieu 
lorsqu'on a recours aux produits chimiques solubles, aucun 
dosage n'est ici nécessaire"? Un excès quelconque d'ozone 
peut être employé sans que les eaux traitées en conservent 
aucune trace. 



Endurance 
des appareils. 



Les appareils d'ozonisation sont simples, d'un manie- 
ment et d'un réglage faciles. Ils peuvent être conduits par 



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Goujk- transversale 



Installation dû Boléo. 



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31 



le personnel ordinaire des usines éleva toires. Leur con- 
struction robuste les rend, capables de supporter normale- 
ment les services les plus sévères. Par la nature même des 
éléments qui les composent ils peuvent, sur un type uni- 
forme, être construits pour les plus petits comme les pins 
grands débits. 



Économie Les dépenses d'installation et d'exploitation de ces appa- 

reils restent généralement très inférieures aux frais d'éta- 
blissement et d'entretien des canalisations de grande Ion- 
guêur. Et quand ces canalisations préexistent, le coût 



supplémentaire de rozonisation, indispensable pour élimi- 
ner l'intégralité des germes pathogènes, n'est (prune frac- 
tion faible, et presque toujours négligeable, du prix de 
revient total de l'eau. 

Ainsi les procédés de MM. Marinier et Abraham rem- 
plissent toutes les conditions exigibles au triple point de 

VLie DU FONCTIONNEMENT, DE l/ EFFICACITE ET DE i/ÉCONOMlE, 

et l'on doit considérer leur emploi comme désormais im- 
posé dms tontes les villes on la qualité de l'eau distribuée 
n'est pas au-dessus de tout soupçon.